余晓毅
,
常炜
,
于湉
,
黄一
,
宋世德
,
尚世超
,
胡尧
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.05.010
目的：外加电流阴极保护技术逐渐应用于船舶和海洋结构物防腐领域，但随之而来的杂散电流很可能使平台附近的海底管道本身或者其牺牲阳极阴极保护系统产生电化学腐蚀，缩短海底管道使用寿命，甚至破坏管道本身结构而造成严重的生产事故，因此需要预测外加电流阴极保护系统对附近海底管道及其牺牲阳极阴极保护系统可能造成的不利影响。方法提出一种基于边界元法的预测海底管道杂散电流影响的数值模拟方法，建立包括域内控制方程和对应的边界条件的数学模型，可以计算得到海底管道受杂散电流影响区域的位置和范围，并且得到受影响区域表面保护电位的分布情况。结果通过实验室海底管道模型杂散电流试验测量结果与数值模拟结果进行比较，验证该方法预测海底管道杂散电流影响的准确性，数值模拟仿真结果与试验测量结果最大误差百分比约为1.7%，平均误差百分比小于0.2%。数值模拟计算结果准确地预测了海底管道模型表面保护电位分布情况，预测了导管架平台模型外加电流阴极保护系统对海底管道模型杂散电流的影响情况。结论使用的边界元阴极保护数值模拟技术可以准确预测海底管道杂散电流的影响情况，为海底管道杂散电流影响预测研究提供了有力工具。
关键词:
外加电流阴极保护
,
杂散电流
,
海底管道
,
电化学腐蚀
,
边界元法
,
保护电位
常炜
,
孙荣
,
于湉
,
宋世德
,
黄一
腐蚀与防护
doi:10.11973/fsyfh-201510017
依据NACE-SP0176-2007规范,在外加电流阴极保护系统中,辅助阳极与结构物表面的距离不小于1.5m,否则需要采用屏蔽层以防止过保护.在导管架外加电流阴极保护系统中,辅助阳极与导管架结构表面之间的距离是一个重要的参数,对阳极屏的使用与否有直接影响,也间接对阴极保护系统的造价和运行方案产生影响.通过阴极保护数值模拟计算技术,改变辅助阳极与导管架之间的距离,得到在无阳极屏蔽层并且不发生过保护的前提下,辅助阳极可以释放的最大电流,并通过实海试验予以了验证.数值模拟与试验结果均表明,针对辅助阳极与结构表面之间的不同距离条件控制辅助阳极的最大释放电流,不仅可以避免使用阳极屏蔽层带来一系列工程问题,而且能够为导管架外加电流阴极保护系统的优化设计提供重要依据.
关键词:
外加电流阴极保护
,
阳极屏蔽层
,
保护距离
,
数值模拟
杨璐嘉
,
钟文军
,
曹亚洲
,
刘福国
,
宋世德
,
黄一
腐蚀与防护
doi:10.11973/fsyfh-201604013
针对深水铺管起重船提出了一种基于数值模拟计算的腐蚀防护状态评估方法.该方法首先利用数值模拟计算形成腐蚀防护状态评估矩阵,然后用水下结构外表面监测点的电位以及腐蚀防护状态评估矩阵对水下结构整体腐蚀防护状态进行评估,并通过三维可视化方法显示保护电位分布云图;在试验室条件下通过缩比模型试验对此方法进行了验证.结果表明:基于数值模拟计算的腐蚀防护状态评估方法可以准确评估水下结构外表面的腐蚀防护状态;同时可以通过三维保护电位分布云图直观地显示半潜铺管船腐蚀防护的薄弱区域.
关键词:
腐蚀防护
,
腐蚀评估
,
数值模拟
,
阴极保护
徐云泽
,
黄一
,
盈亮
,
杨飞
,
李兵
,
王晓娜
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00327
利用动电位扫描(PDS),电化学阻抗谱(EIS)和线性极化电阻法(LPR),研究了石英砂沉积物覆盖下的X65管线钢在含氧盐溶液中的腐蚀行为及有机膦缓蚀剂乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)的作用效果.通过丝束电极(WBE)对沉积物所导致的电偶效应进行了测试.结果表明,沉积物覆盖下的X65钢平均腐蚀速率变缓,但伴随有局部腐蚀发生.在溶液中加注35mg/L的EDTMPS后,裸露的X65钢电极的腐蚀速率在3h内由0.17mm/a降低并稳定在0.082 mm/a,沉积物覆盖下的X65钢电极在6h内腐蚀速率由0.05 1 mm/a降低到0.026 mm/a并保持稳定,EDTMPS对裸钢和沉积物覆盖下的碳钢均有良好的缓蚀效果.WBE电偶效应测试结果表明,沉积物覆盖区域电位较低,表现为阳极区并伴随有严重的局部腐蚀发生.在注入35 mg/L缓蚀剂后,WBE平均电位迅速下降,阳极区域逐渐减小,在加入EDTMPS缓蚀剂24 h后,最大阳极电流密度和阳极总电流分别从0.21 mA/cm2和0.056mA降低至0.078mA/cm2和0.021mA.监测数据表明,EDTMPS对沉积物覆盖所引起的电偶效应也有一定的抑制作用.
关键词:
管线钢
,
沉积物腐蚀
,
EDTMPS
,
电偶效应
,
丝束电极
李小龙
,
谭珮琮
,
黄一
腐蚀与防护
doi:10.11973/fsyfh-201702006
通过特殊设计的电子试片,分别利用电阻法(ER)和电化学方法对同一个X65管线钢试片在3.5％(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀速率进行了50 d的在线监测,并将在线监测结果与失重法的测量结果进行了对比.结果表明:随着腐蚀的进行,逐渐生成的锈层对X65管线钢的腐蚀有良好的抑制作用,腐蚀速率在30 d后降至初始腐蚀速率的1/6;ER法测试时,测试初期由于试片表面不均匀腐蚀,导致其测量结果与失重法的测量结果存在较小的误差,在腐蚀进行20 d后,二者具有良好的一致性;电化学方法在测试初期与ER法和失重法具有较好的一致性,但随着内锈层的发展,腐蚀在进行30 d后,电化学方法的测试结果远高于试片真实的腐蚀速率,表明电化学方法不适用于海洋环境中的长期腐蚀监测.
关键词:
电子试片
,
电阻法
,
腐蚀监测
,
X65钢
代娇荣
,
黄一
,
吴智敏
腐蚀科学与防护技术
doi:10.11903/1002.6495.2015.095
采用三点弯曲实验研究应力比R对处于不同环境下的D36钢稳定裂纹扩展区疲劳裂纹扩展速率的影响.结果表明,空气中应力比对pairs区的疲劳裂纹扩展速率影响不大,然而海水环境中,在中等△K值范围内,应力比对裂纹扩展速率影响较空气中明显,且其裂纹扩展速率随着应力比的增加而增大.这种现象产生的原因是氢脆作用随着应力比的增大显著增强.通过三电极体系在f=1 Hz,R=0.1条件下分别对试件施加-400,-600,-800,-1000和-1200mV的电极电位.结果表明,强阴极极化(-1200mV)和阳极极化(-400mY)在一定△K范围内会加速裂纹扩展,综合得出该条件下腐蚀疲劳的阴极保护电位为-800mV.而应力比为0.3和0.5时施加-800mV的电极电位对材料的保护作用减弱.
关键词:
应力比R
,
D36钢
,
腐蚀疲劳
,
阴极保护电位
,
疲劳裂纹扩展速率
方志刚
,
黄一
腐蚀科学与防护技术
用电化学阻抗测量和浸泡实验在高压釜中模拟300 m(3.0 MPa)深海环境研究 Intershield 300 ENA301有机涂层在3.5% NaCl溶液中的失效行为, 并与常压环境中涂层的失效行为对比分析. 结果表明: 压力加速了涂层的破坏, 高压和常压环境中涂层的失效行为不同, 压力环境中涂层失效表现为起泡, 涂层下的金属未发生腐蚀, 常压环境中涂层的失效表现为涂层下金属的腐蚀, 而涂层未发生起泡.
关键词:
深海腐蚀
,
electrochemical impedance spectrum(EIS)
,
high-pressure autoclave
,
organic coatings
袁赓
,
王树刚
,
章阳
,
黄一
材料保护
对管线钢L245土壤腐蚀的研究目前未见报道.采用失重和电化学阻抗谱测试方法,研究了大连市2种在役燃气管线钢Q235B和L245在饱和水土壤中的腐蚀特性,比较了两者的腐蚀行为.结果表明:Q235B钢的腐蚀电位比L245钢高20mV左右;腐蚀初期两者的阻抗谱均由高频小容抗、中频大容抗和低频小感抗组成,腐蚀后期低频小感抗退化直至消失;随着时间的推移,Q235B钢的腐蚀速率先增大后缓慢减小,L245钢的腐蚀速率先缓慢减小后急剧减小;同等条件下L245钢的耐蚀性要优于Q235B钢.
关键词:
土壤腐蚀
,
Q235B钢
,
L245钢
,
失重
,
电化学阻抗谱
杨璐嘉
,
钟文军
,
曹亚洲
,
刘福国
,
宋世德
,
黄一
腐蚀与防护
doi:10.11973/fsyfh-201511013
在全寿命期内,铺管船水下结构腐蚀防护状态处于动态过程.因此,依据实际情况设计腐蚀防护方案十分必要.采用数值模拟计算方法预报腐蚀防护状态,并通过缩比模型试验验证了此方法的准确性.在此基础上设计了两种腐蚀防护方案:"单纯外加电流阴极保护"和"外加电流+牺牲阳极辅助的联合阴极保护".并通过数值模拟计算预报了两种方案下的腐蚀防护状态.经过对比发现,使用"外加电流+牺牲阳极辅助的联合阴极保护"时,表面电位分布更均匀,阳极屏面积及电源功率都有较明显的减小,水下结构处于更为良好的腐蚀防护状态.
关键词:
数值模拟
,
阴极保护
,
缩比模型试验
,
外加电流
,
牺牲阳极
方志刚
,
黄一
腐蚀科学与防护技术
用电化学阻抗测量和浸泡实验在高压釜中模拟300 m(3.0 MPa)深海环境研究Intershield 300 ENA301有机涂层在3.5% NaCl溶液中的失效行为,并与常压环境中涂层的失效行为对比分析.结果表明:压力加速了涂层的破坏,高压和常压环境中涂层的失效行为不同,压力环境中涂层失效表现为起泡,涂层下的金属未发生腐蚀,常压环境中涂层的失效表现为涂层下金属的腐蚀,而涂层未发生起泡.
关键词:
深海腐蚀
,
电化学阻抗谱
,
高压釜
,
有机涂料
